2012年考研真题长安大学803《道路工程》考研真题-免费-良心-给有缘人

2012年长安大学公路学院道路与铁道工程硕士研究生入学考试试题参考答案

(2014-04-23 20:40:47)

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2012年硕士研究生入学考试试题参考答案

试题代码：803 试题名称：道路工程

一、环境因素对水泥混凝土路面有什么影响，设计是如何考虑该影响。（15分）

答：对水泥混凝土路面产生影响的环境因素主要是指温度和湿度。路面材料的体积随路面结构内温度和湿度升降而引起膨胀和收缩，如果不均匀的膨胀受到约束，产生温度应力和湿度应力，导致破坏。

①路面结构的强度、刚度和稳定性在很大程度上取决于路基的湿度变化。路基湿度的不合理将引起路基的冻胀、翻浆和软化。因此保持路基干燥，需设置良好的路面排水设施和路面结构排水设施，经常养护，保持畅通。②我国水泥混凝土路面以荷载应力和疲劳温度应力的叠加不大于混凝土疲劳强度作为设计标准。在设计过程中需要由所在公路自然区划选择最大温度梯度，按路面结构和板平面尺寸计算最大温度梯度时的温度翘曲应力，再确定温度应力疲劳作用系数；由此计算确定温度疲劳应力。

二、沥青混凝土有哪几种组成结构，他们在材料组成、力学特性及路用性能方面有何特性，举例说明代表性的沥青混凝土类型。（15分）

答：沥青混凝土按组成结构分为，悬浮密实型、骨架密实型、骨架孔隙型。

①悬浮密实结构，采用连续性密级配，集料的颗粒尺寸由大到小连续存在。这种材料含有大量细料，而粗料数量较少，且相互之间没有接触，不能形成骨架。特点是粘结力较高，而内摩阻力较小，但受沥青材料影响大，因此稳定差。该结构的代表性混凝土类型有密级配沥青混凝土混合料（AC）。

②骨架密实结构，采用间断型密级配，混合料既有一定数量的粗集料形成骨架，又根据残余空隙的多少加入细料，从而形成较高的密实度。同时具有较高的粘结力和内摩阻力。该结构的代表性混凝土类型有沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）。

③骨架空隙结构，采用连续开级配，粗集料较多，而细集料较少。因此，虽然形成骨架，但残余空隙较大。这种材料的内摩阻力较大，而粘结力较小，受沥青性质影响小，因而稳定性较好。该结构的代表性混凝土类型有排水式开级配磨耗层（OGFC）和排水式沥青稳定碎石混合料（ATPB）。

三、根据基层类型，沥青混凝土可分为哪些类，基层各采用什么材料？并对各基层的沥青混凝土进行评价。（15分）

答：根据基层类型，沥青混凝土可分为柔性基层沥青混凝土，半刚性基层沥青混凝土，刚性基层沥青混凝土。

①柔性基层是沥青稳定碎石或无结合料的级配碎石，柔性基层由于力学特性与沥青面层都属于柔性结构，因此在应力、应变传递的协调过渡方面比较顺利。同时由于结构材料均为颗粒级配成型，所以结构排水畅通。缺点是基层本身刚度低，因此沥青面层要承担较多的荷载弯矩。因此，沥青面层应采用较厚的结构层。

②半刚性基层是采用水泥、石灰或工业废渣等无机结合料稳定碎石。对集料品质要求不高，

经适当养生结合料硬化以后，整个基层有板体效应。因半刚性基层整体刚度较强，因此沥青面层厚度可以减薄，由于半刚性基层承受了荷载弯矩的主要部分，沥青面层的荷载裂缝减少。缺点是本身收缩裂缝难以避免，若沥青面层厚度不够，将会反射至沥青面层，形成较多的横向开裂。且半刚性基层透水性小，易造成沥青面层的水损坏。

③刚性基层是低等级强度的混凝土，承受了绝大部分车轮荷载，沥青面层的弯拉应力很小，主要考虑表面的功能效应（路面平整性。抗车辙，防水，抗渗）等要求。缺点同样是反射裂缝。

四、试述路基排水设施种类及各自适用场合。（15分）

答：常用的路基排水系统包括边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽等，必要时还有渡水槽倒虹吸等。常用的路基地下排水系统有盲沟、渗沟和渗井等。

边沟设置在挖方路基的露肩外侧或低路堤的坡脚外侧，多用于路中线平行，用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水，边沟的横断面形式有梯形、矩形、三角形和流线形。截水沟又称天沟，一般设置在挖方路基边坡坡顶以外，或山坡路堤上方的适当地点，用以拦截并排除路基上方流向路基的地面径流，减轻边沟的水流负担，保证挖方边坡和填方坡脚不受流水冲刷。截水沟的横断面形式，一般为梯形。

排水沟主要的用途在于引水，将路基范围内各种水源的水流，引至桥涵或路基范围以外的指定地点。排水沟的横断面一般采用梯形。排水沟应具有合适的纵坡，以保证水流畅通，不致流速太大而产生冲刷亦不可流速太小而形成淤积。

跌水与急流槽是路基地面排水沟渠的特殊形式，用于纵坡大于10％，水头高差大于1m的陡坡地段。跌水的构造有单级和多级之分，沟底有等宽和变宽之别。

倒虹吸和渡水槽是当水流需要跨越路基，但又受到设计标高的限制时采用的，多半是配合农田水利所需要而采用。

盲沟是在沟内分层填以不同大小的颗粒材料，利用渗水材料透水性将地下水汇集于沟内，并沿沟排泄至指定地点。

渗沟采用渗透方式将地下水汇集于沟内，并通过沟底通道将水排泄至指定地点，它的作用是降低地下水位或拦截地下水。

渗井属于水平方向的地下排水设备，穿过不透水层，将路基范围内的上层地下水，引入更深的含水层去，以降低上层的地下水位或全部予以排除。

五、如何确定水泥混凝土强度等级，试述水泥混凝土强度影响因素。（15分）

答：按标准方法制作边长为150mm的正立方体试件，在标准养护条件下（温度20±2℃，相对湿度＞95%）养护至28d龄期，按照标准试验方法测得的抗压强度值，称为混凝土立方体抗压强度。混凝土的强度等级按立方体抗压强度标准值确定，并以fcu，k表示，即用上述标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度。水泥混凝土强度取决于砂浆基体、粗骨料及其界面过渡区的粘结强度。水泥混凝土强度影响因素有

①水泥强度和水灰比水泥是混凝土活性组分，在水灰比不变时，水泥强度等级愈高，则水泥石的强度愈大，对骨料的胶结力愈强，配置的混凝土强度愈高。在水泥强度等级相同条件下，混凝土的强度主要取决于水灰比。

②骨料的影响强度高、级配良好的骨料所拌制的混凝土的强度较高。

③养护温度及湿度养护温度愈高，水泥水化速度与快，混凝土的强度发展愈快；反之，在低温下则强度发展迟缓。

④龄期的影响混凝土的强度随龄期增长而不断发展。

⑤试验条件的影响试件的形状、表面状态和加载速度都会影响混凝土强度测定值。

六、试述影响路基路面稳定性因素。（15分）

答：路基路面裸露在大气中，其稳定性在很大程度上受当地自然条件的影响。路基路面的稳

定性与地理条件、地质条件、气候条件水温和水文地质条件、土的类别有关。

①地理条件平原、丘陵、山岭各区地势不同，路基的水文状况也不同。平原区地势平坦，排水困难，地表易积水，地下水位高，因而路基需要保持一定的最小填土高度，路面结构层应选择水文定性良好的材料，并采用一定的结构排水设施；丘陵和山岭地区，地势起伏大，路基路面排水设计至关重要，否则会导致稳定性下降。

②地质条件沿线地质条件如岩石种类、成因、节理、风化程度情况，岩石走向、倾角、倾向、层理和岩层厚度，有无夹层及断层等其他不良地质现象都对路基路面的稳定性有一定影响。

③气候条件气候条件如气温、降水、湿度、冰冻深度、日照风向等都会影响公路沿线的地面水和地下水的状况，并且影响路基路面的水温状况。

④水文和地质条件水文条件如公路沿线地表水的排泄，河流洪水位、常水位。有无地表积水和积水时间长短，河岸淤积情况等。水文地质条件如地下水位，地下水移动的规律，有无层间水，裂隙水等。这些地面水及地下水都会影响到路基路面的稳定性。

⑤土的类别土是建筑路基和路面的基本材料，不同的土类具有不同的工程性质，因而将直接影响路基和路面的强度与稳定性。

七、叙述横向力系数及其对汽车行驶不利影响。（15分）

答：横向力系数μ是衡量行车稳定性的系数，即单位车重所产生的横向力。

横向力系数对行车产生种种不利影响，且μ越大越不利，表现在以下几个方面：

①危及行车安全汽车能在圆曲线上行驶的基本前提是轮胎不在路面上滑移，要求横向力系数μ低于轮胎与路面之间所能提供的横向摩阻系数。

②增加驾驶操作困难圆曲线上行驶的汽车，在横向力作用下，弹性轮胎会产生横向变形，使轮胎的中间平面与轮迹前进方向形成一个偏移角，增加了汽车在方向操纵的困难。

③增加燃料消耗和轮胎磨损μ的存在是轮胎和路面之间的摩阻力增加，车辆的燃油消耗和轮胎磨损增加

④旅行不舒适μ值过大，汽车不能连续稳定行驶，有时还需要减速。

八、分析长大纵坡对汽车行驶或公路营运有哪些不利影响？并提出改进措施。（15分）

答：纵坡越陡，坡长越长，对行车影响也越大。主要表现在：行驶速度显著下降，甚至要换低排挡克服坡度阻力；易使水箱“开锅”，导致汽车爬坡无力，甚至熄火；下坡行驶制动次数频繁，易使制动器发热失效，甚至造成车祸；影响通行能力和服务水平。

措施：①对纵坡长度加以限制，根据设计速度和纵坡坡度规定最大坡长。②在纵坡长度达到限制坡长时，设置缓和坡段。恢复在较大纵坡上降低的速度；减少下坡制动次数，保证行车安全；确保道路通行质量。

九、试述减少和消灭平面交叉口冲突点方法或措施。（10分）

答：（1）交通流在时间上分离。用交通组织和交通管制的方法，对平面交叉的交通进行限制，使发生冲突的车流从通行时间上错开。

（2）交通流在平面上分离。在交叉口采用各种交通设施或进行交通组织，使交通流在平面上分离。通常采用的方法：①在交叉口设置专用车道，将不同方向车辆再通过交叉口前分离在各专用车道上，减少行车干扰；②合理组织交通路线，变左转为右转，如设置中心岛组织环形交叉、街坊绕行、远引掉头等；③组织渠化交通，在交叉口采用画线、交通岛和各种交通标志和标线等方法。

（3）交通流在空间上的分离。将互相冲突的车流从通行空间上分开，即修建立体交叉，使其互不干扰。

十、试述各级公路对视距要求及视距不良路段改善措施。（10分）

答：行车视距，车辆在道路行驶过程中，为了保证行车安全，驾驶员需要看见前方道路一定

距离的行车状态，在发现障碍物或对向来车，能及时采取措施，避免相撞的最短距离。

各级公路对行车视距的要求：

①各级公路的每条车道都应满足停车视距的要求；

②高速公路，一级公路采用停车视距。二、三、四级公路应满足会车视距的要求，长度不小于两倍停车视距；

③在高速、一级公路和重型车比例较高的二三级公路的下坡路段，应采用下坡段货车停车视距进行检验；

④在具有干线功能的二级公路宜在3min的行驶时间内，提供一次满足超车视距要求的路段。其他双车道公路可根据情况间隔设置超车视距路段。

在道路平面上的暗弯（处于挖方路段的曲线和内侧有障碍物的曲线）、纵断面上的凸形竖曲线以及下穿式立体交叉的凹形竖曲线都有可能存在视距不足的问题。

对于纵断面上的凸形竖曲线以及下穿式立体交叉凹形竖曲线上的视距问题，在设计时只要满足规范中最小竖曲线半径的要求，也就同时满足了竖曲线上视距的要求。对于平面上暗弯的视距不足问题，凡属暗弯都应该进行视距的检查，若不能保证最短视距，则应该将阻碍视线的障碍物清除。如果是因曲线内侧及中间带设置护栏或其他人工构造物等而不能保证视距时，可采取加宽中间带，加宽路肩或将构造物后移等措施予以处理；如果是因为挖方边坡妨碍了视线则应按所需净距绘制包络线开挖视距台。

十一、试述平原区选线如何处理好路线与城镇关系。（10分）

答：平原区路线受平原地形的限制不大，路线的基本特点是线型指标高、短捷顺直。平原区有较多的城镇村庄，选线应以绕避为主，尽量不破坏或少破坏，并用较高的技术指标通过。在避让局部障碍时，要注意线形的连续舒顺。

国防公路和等级较高的公路，应尽量避免穿越城镇、工矿区及较密集的居民点。但又要考虑便利支农运输，便利群众，便利与工矿的联系。做到“靠村不进村，利民不扰民”，既方便运输，有保证安全。

一般沟通县、乡、村直接为农业运输服务的公路，经地方允许可以穿越城镇，但应有足够的路基宽度和行车视距，以保证行人、行车安全。

路线应尽量避开重要的电力、电信设施。当必须靠近或穿越时，应保持足够的距离和净空，尽量不拆或少拆各种电力、电信设施。